DSP控制的突发激光驱动器APC系统
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中文word文档库免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习和社会经济等word文档基于DSP全数字控制应急电源设计作者:夏超英天津大学夏超英许晓萍余慧峰中国科学院电工研究所李峰摘要:基于高性能数字信号处理器(DSP)设计了全数字控制的智能型应急电源。
首先给出了该应急电源的主电路拓扑,详述了其工作原理。
其次介绍了基于TMS320LF2407 DSP芯片的控制电路硬件设计,分析了充电和逆变管理的软件设计,给出了主程序流程图。
最后给出该应急电源的实验波形。
关键词:不间断电源;充电;逆变器/数字信号处理器 1 引言随着社会信息化、现代化的发展,对供电可靠性的要求越来越高,大型建筑,如机场、车站、会展中心、体育馆、政府机构办公楼及高层建筑等,一旦供电系统突然发生故障而中断供电,将会破坏社会的正常生活秩序,甚至造成重大的政治影响和经济损失。
然而,电力故障突发性强,往往不以人的意志为转移,因为无论供电部门管理多严格,电网设施多先进,断电也在所难免。
因此就需要做到电源的不间断,即供电线路停电时由备用电源供电。
急电源又称EPS(Emergency Power System),具有下述优点:①电网有电时,处于静态,无噪音;供电时,噪音小于60dB。
不需排烟和防震处理,具有节能、无公害、无火灾隐患的特点。
②自动切换,可实现无人值守。
电网供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1~0.25s。
③带载能力强。
EPS适应于电感性、电容性、及综合性负载的设备,如电梯、水泵、风机、办公自动化设备、应急照明等。
④使用可靠。
主机寿命长达20年以上。
⑤适应恶劣环境。
可放置于地下室或配电室,也可紧靠应急负荷使用场所就地设置,以减少供电线路。
本文介绍一种基于DSP对应急电源的充电和逆变等过程进行控制的设计方案。
此外,利用DSP和51单片机的串口进行通信,设计了界面友好的人机接口,用户可通过人机接口启动、停止电源,使电源进入强迫逆变状态,了解电源的工作状态、故障类型和输出电压、输出电流等参数。
突发模式收发器芯片组的设计 ( 2009/9/25 13:36 )一、前言由于新型宽带应用和需求的增多,发展迅速,带宽逐渐成为制约DSL用户宽带网性能的关键。
采用PON(无源光网络)可以解决此关键。
它具有高带宽及网络协议透明的特点,是一种点对多点的光纤传输和接入技术。
已成为处理光通信控制中心的(Central Office)连接到最终用户的最后里程(the Last Mile)的首选方案。
从图一,无源光纤网络系统的结构可看出,局端(OLT)与用户端(ONU)之间只有光纤,光分路器(Splitters)等无源器件。
节省了光纤资源,无需有源器件和设备,可有效降低网络成本。
同时,因为结构简单,大大节省运营维护成本。
目前无源光网络(PON)已成为光纤到户FTTH(Fiber to the home)主要的网络结构。
系统从OLT到ONU为下行方向。
下行通信时用TDM模式把所有的数据包汇成一个数据流,通过光纤采用广播方式传送。
在接收端,用户以适当的地址选择获得其所需的数据包。
上行通信(从ONU到OLT)是相当困难的,因为多个用户都用同样的光纤进行传送。
在任何时刻只允许一个用户能传送数据包到OLT。
TDM A协议可用来保证上述的条件。
也就是要求ONU在没有传送信号时处于关断状态,而在传送信号时要很快打开,这就时需要ONU 支持特殊的突发模式发射器与接收器。
因此,上行接入是系统设计的关键,而支持突发模式的收发器也就成为整个系统的重点和难点。
在局端(OLT),激光驱动器LDD为连续工作模式,而跨阻放大器TIA和限幅放大器LA则需支持突发工作模式。
在用户端(ONU),跨阻放大器TIA和限幅放大器LA支持连续工作模式,激光驱动器LDD需支持突发工作模式。
从图一和图二可了解到无源光纤网络的一般配置。
其中有些芯片需采用突发模式的,如BM-TIA,BM-LA和BM-LDD三种芯片。
本文将谈及这三种芯片的原理和特点。
重点是突发模式激光驱动器BM-LDD。
34基于DSP 的半导体激光器电源设计张前进,朱 晓,丁 芃(华中科技大学 激光技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074)摘 要 介绍了一种采用基于TMS320F2407 型号DSP 控制的半导体激光器电源的构成和原理,提出了一种新的自整定智能PID 的优化算法,结合模块化的VICOR 开关电源、DSP 控制电路、信号采集、放大电路和保护电路等部分,从而实现半导体激光器的可靠运行和工作电流的稳定精确输出。
关键词 半导体激光器;DSP;智能PID;VICOR 中图分类号 TN248.1半导体激光器以其转换效率高体积小,重量轻,可靠性高。
能直接调制以及能与其他半导体器件集成等优势近年来发展一直很迅猛,应用范围从原来的信息领域扩展到材料加工精密测量生物医疗等方面。
其中大功率的半导体激光器的工作电流可达几十安以上,结电压在1伏以上。
对此类半导体激光器电源要求:半导体激光器须是恒流源,应具有很高的电流稳定度(至少应小于10-3),半导体激光器的电源须具有特殊的抗电冲击措施和保护电路,电源中无高压。
由此可见,半导体激光器对驱动电源有很高的要求,瞬态的电流或电压尖峰等许多因素都很容易损坏激光器,电流、温度的起伏会引起光功率的变化,影响输出的准确、稳定。
DSP 的应用最近几年发展很快,它适合于高速数字信号处理,能频繁地进行大量数据计算,能应用单片机所不能胜任的实时处理算法,如PID 参数自整定算法调整,另外由于半导体激光器的特殊性需要防电流浪涌,同样可以通过程序很好实现,从而使电源性能得以质的飞跃。
1 系统原理图目前常半导体激光器常采用的是模块化的开关电源以提高设备工作的稳定性,降低成本,缩短设计周期,在这些模块化电源的二次开发中一般采用的都是纯硬件电路系统或者单片机控制。
随着嵌入式微处理器的迅猛发展,基于DSP 的数字化控制能更有效地解决半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性问题。
图1 系统原理图利用DSP 二次开发的原理图如图1所示。
RF、SSP及DSP处理电路RF、SSP及DSP处理电路伺服电路的组成:由RF放大、伺服处理KB9223(SU3),DSP处理KS9284(SU2),聚焦、循迹、主轴、进给、进出仓电机驱动KA9259(SU4)等组成。
整机原理框图见85页附图。
1、RF数字信号处理从光盘反射回来的激光信号经光敏器件转换成电信号PD1、PD2,输入RF放大器KB9223 Pin65、Pin66;经内部电流—电压(I-V)放大器变换为电压信号,送RF加法放大器相加、EFM解调电路,经解调后的EFM信号从Pin33输出至DSP处理KS9284 Pin66,经内部纠错和DSP处理后,从Pin11、Pin12、Pin14输出CD-LRCK、CD-DATA、CD-BCK信号。
2、伺服处理①聚焦伺服:由于光盘旋转时经常伴随着小范围的上下振动,为了跟踪光盘的振动,视盘机设置聚焦伺服。
从激光头拾取的激光电信号PD1、PD2,经伺服处理KB9223内部聚焦误差放大器相减、相位补偿和PWM调制后,从Pin48输出聚焦伺服信号FCSO至伺服驱动芯片KA9259 Pin3,经其内部驱动电路功率放大后,由Pin1、Pin2输出聚焦伺服电压信号F-、F+,驱动聚焦线圈上、下微移来促使物镜上下微移,从而校正激光焦点准确地落在光盘信息层。
②循迹伺服:由于制作工艺水平的限制,造成光盘旋转中心与圆形轨迹中心发生偏移,若再加上光盘转动精度的影响,将严重影响信号的读取,为了将此偏移控制在一定范围内,视盘机设置循迹伺服,以此修正循迹误差。
当光束偏离轨迹时,光敏二极管检测出误差信号E、F输出至伺服处理KB9223 Pin67、Pin68,经电流—电压(I-V)放大器变换为电压信号、循迹误差放大器相减、相位补偿和PWM调制后,从Pin50输出循迹伺服信号TKEO至KA9259 Pin25,经其内部驱动电路功率放大后,由Pin26、Pin27输出循迹伺服电压信号T+、T-,驱动循迹线圈左、右微移来促使物镜左右微移,从而校正激光束准确跟踪光盘信息轨迹中心。
基于DSP数字控制技术的高压直流电源的设计李腾飞1,吴彦(大连理工大学电气工程系静电与特种电源研究所辽宁大连 116024 )摘要:介绍了一种基于DSP数字控制技术的高稳定度高压直流电源系统,电源系统采用BUCK变换器用于降压和调压,采用移相全桥零电压开关技术用于稳压和提高开关频率,采用TMS320LF2407芯片DSP作为系统控制核心,输出电压定点可调。
该电源输出电压稳定、精度高、可靠性高,具有广泛的应用价值。
关键词:开关电源,数字信号处理器,全桥,软开关The Design of High-Voltage DC Power-Supply Based On DSPLI Teng-fei,WU Yan(Institute of Electrostatic and Special Power, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China) Abstract: This paper describes a high-voltage DC power-supply with high stabilization based on DSP (Digital Signal Processor) control technology. The power-supply system uses BUCK converter to reduce and adjust output voltage. the soft-switching FB-PWM (Full Bridge-Pulse Width Module) circuit is used to stabilize voltage and increase switching frequency . The controlling core of this power-supply is a DSP chip, TMS320LF.The output voltage can be regulated discontinuously, can be retained steadily. The power-supply can be used widely.Keyword: switching power-supply; DSP; full-bridge; soft-switching.1 引言传统的高压直流电源通常是用220V工频交流电源经变压器升压、整流滤波而获得的,使得电源的体积和重量很大,并且纹波较大,稳定性不高,效率低。
浅析DSP的高速激光标记控制系统振镜扫描式激光标记技术就是通过控制两片高速振镜的偏转角,改变激光的传播方向,经过F-Theata透镜在工件表面的聚焦,在工件表面作标记。
与传统的标记技术相比,它具有适用面广(对不同材料、形状的加工表面均适合),工件无机械变形,无污染,标记速度快,重复性好,自动化程度高等特点,在工业、国防、科研等许多领域具有广泛的用途。
高速高精度的振镜标记已成为当今标记行业的发展方向。
传统的振镜标记控制系统通过PC 机的串口、并口ISA 总线与单片控制板相连,这种方式接口简单、连接方便,开发费用低,但由于传输速度低,已不能满足现代数控系统的实时性要求。
本文在激光标记控制技术方面进行了一些新的探索:利用PCI的高速数据传输和DSP高速数据处理能力,提出一种“PC机+PCI总线+DSP控制板卡”的方式,用于振镜标记控制系统,从而实现对标记控制的精确控制,提高控制效率,保障系统实时性。
DSP控制板卡是整个系统的核心,它直接决定着系统的扫描速度和扫描精度,本文将着重介绍该控制板卡的设计。
1 DSP芯片DSP控制板卡的主芯片选用德州仪器公司C6000系列的高速数据处理芯片TMS320C6205。
该芯片为高性能的定点处理器,主频可达200MHz,每个周期能执行8条32-bit的指令,处理速度可达1600MIPS;采用高性能的VLIW结构的TMS320C62xTM DSP核,有8个独立的功能单元,32个32位的通用寄存器;提供64K字节的内部程序RAM和64K字节的内部数据RAM;提供32位的外部存储器无缝接口,包括同步器件(如SDRAM、SBSRAM 等)、异步器件(如FLASH、SRAM等)和可寻址52M字节的外部存储空间;提供灵活的PLL、时钟产生器,可配置倍频值;提供符合PCI 2.2规范的PCI总线接口,直接实现芯片和PCI总线的桥接功能;提供两个32位的定时器;提供在线调试的JTAG边界扫描接口。